سنتز نانوکامپوزیت جدید برپایه نانوسرامیک و پلی اکسومتالات تک استخلافی PMo₁₁CdO@MnFe₂O₄ با خواص فوق العاده کاتالیزوری در گوگردزدایی اکسیدی از بنزین مصرفی واقعی.

---

تاریخ انتشار روی سایت: 28 دی ماه 1402

تاریخ انتشار بر روی ژورنال: 7 خرداد 1399

نویسندگان: محمد علی رضوانی، مجید هادی، سید امیرحسین میرصدری

DOI: https://doi.org/10.1002/aoc.5882

نگارشگر خلاصه نامه: سید امیرحسین میرصدری

پلی اکسومتالات ها ساختارهای عظیم پلیمری معدنی هستند که میتوانند انواع و اقسام اشکال مختلف را ایجاد نمایند. پلی اکسومتالات ها بخاطر داشتن ابر الکترونی بسیار زیاد و حجیم در اطراف تعداد زیادی از اکسیژن که دارند، میتوانند در واکنشهای احیایی به خوبی عمل کنند. همچنین این ترکیبات معدنی کریستالی دارای مساحت سطح ویژه به حجم خوبی میباشند که میتوانند با این خاصیت هم خواص بسترنشانی و واجذب و واجذب بهتری را از خود نشان دهند. از معروفترین ساختارها میتوان به ساختار کگین اشاره کرد که این ساختار دارای 12 واحد هشت وجهی میباشد که به صورت سه طبقه ای میتوانند واحد چهار وجهی داخلی را احاطه کنند. بنابراین کگین یک ساختار هترو پلی آنیون است که یک واحد مستقل چهار وجهی را داخل خود حفظ میکند. عناصر مختلفی چون فلزات واسطه نزدیک چون، مولیبدن، تنگستن و وانادیوم را میتوان برای طراحی واحدهای هشتایی استفاده کرد و همچنین برای واحد چهارتایی میتوان از فسفر و سیلیسیم بهره برد. با توجه به ساختار کلی XM₁₂O₄₀ میتوان با تنظیم اسیدیته دندانه و یا واحر هشتایی از ساختار جدا کرد و به این وسیله ساختار را دارای حفره کرد. ساختار های پلی اکسومتالات ها در اسیدیته های پایین شکل گرفته و پایدار میشوند و هرچه اسیدیته به سمت بازیتر میرود، یک واحد هشتایی مرتبا جدا میشود تا اینکه ساختار در محیط کاملا بازی از هم میپاشد. در این مقاله ابتدا یک حفره در ساختار کگین ایجاد شده (تصویر 2) و سپس سعی شده یک اتم کادمیوم در جای خالی ساختار قرار بگیرد. این ساختار پس از سنتز شدن بر روی یک بستر مناسبی چون MnFe₂O₄ بسترنشانی شده تا بتواند خاصیت پایداری و مساحت سطح ویژه به حجم مناسبتری را بدست آورد. در نتیجه این سنتز، به ساختار نانوکامپوزیتی PMo₁₁CdO@MnFe₂O₄ میرسیم.

در بنزین ترکیبات گوگرد داری وجود دارند که از لحاظ پابداری بسیار پیدارند و بنابراین بسیار سختتر میتوان با آنها مواجه شد. این ترکیبات منشأ اصلی گازهای خطرناک SO_x هستند. این گاز ها بسیار برای محیط زیست و زندگی موجودات زنده خطرناک هستند، یکی از جنبه های میتوان به ترکیب شدن آنها با مولکول های اتمسفر اشاره کرد که باعث ایجاد باران اسیدی میشوند!. این ترکیبات معمولا شامل تیوفنها، بنزتیوفنها و دیبنزوتیوفنها هستند. برای از بین بردن و حذف امسیدی این ترکیبات باید عاملی ایجاد کرد تا بتواند اکسیژن به ترکیب ناقطبی این مولکول رسانده و آنها را تبدیل به فرم پراکسو قطبی نماید. این عمل باعث میشود که ترکیب به راحتی بتواند در حالت دوفازی در قیف جداسازی به فازی آبی منتقل شده و از فاز بنزین خارج شود.

پس از طراحی نانوکامپوزیت، توسط روش سول-ژل، این نانوکامپوزیت جدید توسط FT-IR, XRD, FESEM, EDX و XRF شناسایی شد و سنتز درست و مناسب تایید گشت. نانوکامپوزیت بعد از اینکه در شرایط متوسط و مناسب محیطی در سیستم دوفازی مورد استاده قرار گرفت قابلیت کاتالیتس اکسیدی بسیار مناسبی را به نمایش گزارد و در 5 چرخه بازیافتی 95 درصد بازدهی نشان داد.